西堠门大桥桥址处风场特性研究

为了对大跨度桥梁抗风评估提供可靠依据,在西堠门大桥跨中安装了4个3维超声风速仪,对桥位处风场进行长期连续观测,获得了桥位处大量风速样本。经过对实测风速数据的分析,得到了平均风速和风向、紊流强度、紊流功率谱密度函数等风场特性,以及紊流强度、阵风因子和摩阻速度随平均风速的变化规律,阵风因子和紊流强度之间的关系等。实测结果表明,桥址处风场紊流强度较高,三个方向紊流强度的比值与规范值有一定差别,需进行长期连续观测。实测湍流功率谱曲线与理论曲线在变化趋势上基本一致,纵向分量接近于Kaimal谱曲线,垂直分量接近于Panofsky曲线。     

基于自适应遗传算法的3D钢桁架优化设计研究

研究目的:针对标准遗传算法出现的未成熟收敛、振荡、随机性太大等缺点,通过研究对其改进,提出自适应遗传算法.利用自适应遗传算法建立钢桁架结构优化设计模型,采用 matlab语言编写自适应遗传算法优化分析程序,用于铁路车站工程一雨棚的优化设计.研究结论:针对标准遗传算法存在的缺点,通过研究提出了自适应遗传算法.该算法在计算过程中依据个体的适应值,来确定染色体的交叉位置、交叉率、变异率,使杂交沿着有利于算法收敛的方向进行.确保了子代个体优于父本,使进化前期变异明显,后期趋于稳定,确保搜索到全局最优解,从而保证了种群开发和搜索的平衡及全局收敛性.并建立了桁架结构优化设计模型,以matlab软件为平台,对铁路车站一雨棚桁架结构进行了优化设计,取得了满意的效果,证明自适应遗传算法是一种理想的建筑结构优化设计方法.     

兰州杨家湾吊桥静载实验中的主缆索力测试研究

桥梁静载试验是判断桥梁结构在荷载作用下是否满足其工作性能的重要手段,而主缆钢丝绳索力测试是桥梁静载试验的重要组成部分。现以兰州市杨家湾吊桥静载试验的实际案例为依托,阐述了静载试验中主缆索力测试的测设原理、测点布置方法、试验荷载设计原理。通过对实测结果与有限元计算值的对比分析,结果表明:在恒载及车辆荷载作用下,主缆钢丝绳索力小于设计容许值,可满足汽-10级的承载力要求。     

基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究北大核心

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

黄土路基温度场数值分析

基于黄土高原的气候特征及现有文献,提出了模拟黄土高原气候因素的地表温度场数值计算方法,并模拟气温、辐射量、湿度等边界条件,经过对黄土高原边界因素的分析研究,确定了适于黄土高原的模型参数.对西安和延安两地地表温度的计算结果与实测结果的对比分析表明了文内方法的合理性,分析了黄土路基温度场随气候的动态变化,探讨了温度梯度对非饱和黄土路基稳定性的影响,表明外界条件的昼夜变化对路基路面温度的影响不超过30 cm.     

电解质对Fe23Mn5Cr合金钝化膜的结构及耐蚀性能影响

运用电化学阳极钝化技术对Fe23Mn/5Cr合金分别于50%HNO3溶液及1. 0 mol/L Na_2SO_4溶液中进行表面钝化时效5 h处理;利用X射线光电子能谱(XPS)表面分析技术及电位衰减曲线和阳极极化曲线测试技术研究电解质对Fe23Mn5Cr合金钝化时效改性膜的组成结构与耐蚀性能的影响.结果表明:Fe23Mn5Cr合金在1 mol/L Na_2SO_4溶液中钝化5 h所得钝化膜主要由Fe_2O_3、Fe O及MnO组成,在50%HNO3溶液中钝化5 h所得钝化膜主要由Cr_2O_3和Fe_2O_3组成.与1. 0 mol/L Na_2SO_4溶液中的钝化时效改性膜相比,50%HNO_3溶液中钝化时效改性膜的Cr2p3/2峰强度增强,Mn2p3/2峰强度减弱,Mn氧化物溶解,具有保护性的Cr氧化物富集,耐蚀性能显著提高,其电位衰减时间由586 s延长至8782s,阳极极化曲线呈现自钝化.     

履信Ⅱ型抗凝冰技术在黑龙江省沥青路面中的应用

选用抗凝冰性能更好的履信Ⅱ型缓释抗凝冰剂,使抗凝冰沥青混合料具有良好的水稳定性、高温稳定性、低温稳定性以及经济性,总结出黑龙江省履信Ⅱ型抗凝冰技术的配合比设计、铺装施工工艺。     

电力自动化系统在浙江公路隧道群中的应用

以浙江省高速公路隧道群电力自动化系统为例,简要介绍电力自动化系统所采用的系统结构、主要功能、实施方式、主要监控设备分析,并结合现代控制技术和通信手段,提出一种基于PLC、工业控制机等前置设备的电力自动化监控系统。该系统已通过具体项目实施得到验证。     

面向模块化设计的水下机器人集群编队控制

针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三自由度运动学和动力学方程,推导水下机器人集群的动态误差模型;针对路径已知的集群编队问题提出领航者-虚拟结构策略,其中跟随者水下机器人采用基于通信时延补偿的滑模控制器进行跟踪。结果表明,该控制策略可以快速形成队形且轨迹误差小于5%。最后应用3种已开发完成的水下机器人,在可视化仿真平台中进行实验验证,证明该异构水下机器人集群编队方法合理高效。     

斜纹编织碳纤维复合材料层合厚板冲击后压缩行为分析

[目的]为分析冲击损伤对层合板压缩强度和失效行为的影响,对冲击后的编织碳纤维复合材料层合厚板开展面内压缩试验和数值仿真研究。[方法]通过建立有限元模型,开展层合板冲击后的压缩仿真分析,采用Fortran语言编写用户自定义材料子程序（VUMAT）,实现改进的Hashin失效准则和基于损伤变量的材料退化模型在ABAQUS/Explict中的应用;从压缩强度和压缩破坏模式两方面将数值模拟与试验结果进行对比,验证所建立数值模型的有效性。[结果]结果显示,冲击损伤会降低层合板的压缩强度,无损层合板的压缩失效模式为端部破坏,冲击后的层合板会出现横贯试件中部的截断式破坏;冲击后的压缩强度会随冲击能量的增大而降低,但压缩强度与冲击能量之间并不存在线性关系;层合板损伤行为的拓展与压缩载荷的历程密切相关,压缩载荷在达到层合板破坏载荷的阈值之前,层合板的损伤几乎没有发生拓展,一旦压缩载荷达到阈值,损伤将沿宽度方向迅速拓展,最终发生横贯整个模型宽度方向的压缩损伤。[结论]所做研究可为斜纹编织碳纤维复合材料层合厚板的抗冲击性能评估提供参考。